JP5803653B2 - 内燃機関の異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ装置（排ガス循環システム）の異常（ＥＧＲガス供給部の閉塞）が発生したことを精度良く判定することができる内燃機関の異常判定装置に関する。

従来より、各気筒から排出された排ガスを「一つの共通ＥＧＲガス通路と、各気筒に対応するようにその共通ＥＧＲガス通路から分岐した個別のＥＧＲガス供給部（ＥＧＲガス供給口を含む。）と」、を通して各気筒に循環するＥＧＲ装置が知られている。このようなＥＧＲ装置において、何れかの気筒に対するＥＧＲガス供給部が閉塞すると、その閉塞したＥＧＲ供給部に対する気筒に供給される混合気の空燃比（その気筒の空燃比）は他の気筒に供給される混合気の空燃比（他の気筒の空燃比）に対してリーン側に偏移する。従って、各気筒に供給される混合気の空燃比（各気筒の空燃比）が不均衡となり、エミッションの悪化をもたらす可能性がある。このような「何れかのＥＧＲガス供給部の閉塞が発生した異常状態」は、本明細書及び特許請求の範囲において「ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態」とも称呼される。

そこで、従来技術の一つ（以下、「従来装置」と称呼する。）は、排ガスが集合する排気集合部又はその下流の排気通路に配設された空燃比センサの出力値により表される空燃比（以下、「検出空燃比」と称呼する。）を監視し、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを判定するようになっている。

より具体的に述べると、この従来装置は、ＥＧＲガスの各気筒への供給が停止されている状態において検出空燃比の「単位時間あたりの変化量（以下、「空燃比変化率」と称呼する。）」を取得するとともに、ＥＧＲガスの各気筒への供給が実行されている状態において空燃比変化率を取得する。以下、ＥＧＲガスの各気筒への供給が停止されている状態は「ＥＧＲガス停止状態」と称呼され、ＥＧＲガスの各気筒への供給が実行されている状態は「ＥＧＲガス供給状態」と称呼される。

検出空燃比は「各気筒から排出された排ガスの空燃比の変化」に対応して時間的に変化する。従って、何らの異常も生じていない場合（即ち、正常状態にある場合）、各気筒から排出される空燃比は互いに略等しいので、図１の（Ａ）に示したように、「ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoffの大きさ（＝傾きα１）の平均値AveΔAFoff」と「ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFonの大きさ（＝傾きα２）の平均値AveΔAFon」とは実質的に等しくなる。即ち、平均値AveΔAFoffに対する平均値AveΔAFonの比Kkairi（＝AveΔAFon／AveΔAFoff）は略「１」になる。

これに対し、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生すると、「ＥＧＲガス供給口を含むＥＧＲガス供給部」が閉塞した気筒にはＥＧＲガスの代わりに空気（新気）が余分に流入するから、その気筒の空燃比は他の気筒の空燃比に比べてリーン側に移行する。但し、この状態は、ＥＧＲガス供給状態において生じ、ＥＧＲガス停止状態においては生じない。その結果、図１の（Ｂ）に示したように、「ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFonの大きさ（＝傾きα４）の平均値AveΔAFon」は「ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoffの大きさ（＝傾きα３）の平均値AveΔAFoff」よりも顕著に大きくなる。即ち、上記比Kkairiは「１」よりも格段に大きい値となる。

そこで、従来装置は、ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoffに対応したパラメータ（例えば、AveΔAFoff）とＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFonに対応したパラメータ（例えば、AveΔAFon）とを取得し、それらの相違（乖離）の程度に基づいてＥＧＲに起因する空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否かを判定するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

国際公開 ＷＯ２０１１／０５５４６３号明細書

しかしながら、空燃比変化率は機関回転速度及び吸入空気量の影響を受けて変化するから、平均値AveΔAFoffに対応する空燃比変化率（基本データ）を取得した期間（第１期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、平均値AveΔAFonに対応する空燃比変化率（基本データ）を取得した期間（第２期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、がそれぞれ相違すると、それら（平均値AveΔAFoff及び平均値AveΔAFon）を単純に比較した場合にはＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生しているか否かを精度良く判定できないという問題がある。

これに対し、平均値AveΔAFoffに対応する空燃比変化率（基本データ）を取得する運転領域と、平均値AveΔAFoffに対応する空燃比変化率（基本データ）を取得する運転領域と、を互いに同じ狭い範囲に限定することも考えられるが、その場合、それらの空燃比変化率を取得する機会が激減する。よって、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生しているか否かの判定が大きく遅れるという問題がある。

本発明は、上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生しているか否かの判定を、精度良く且つ大きな遅れなく実行することが可能な内燃機関の異常判定装置を提供することにある。

本発明の異常判定装置は、複数の気筒を備える多気筒内燃機関に適用される装置であり、ＥＧＲガス供給手段と、ＥＧＲガス供給制御手段と、空燃比センサと、変化率対応値取得手段と、異常判定手段と、を備える。

前記ＥＧＲガス供給手段は複数のＥＧＲガス供給部を備える。複数のＥＧＲガス供給部のそれぞれは、前記機関の排気通路の一つの排気集合部に排ガスを排出するように構成された「前記複数の気筒のうちの少なくとも２以上の気筒（好ましくは３以上）」のそれぞれに対応して配設され、前記２以上の気筒のそれぞれの燃焼室（気筒）に外部ＥＧＲガスを供給するようになっている。

前記ＥＧＲガス供給制御手段は、
前記機関の運転状態が所定のＥＧＲ実行条件を満たしたとき前記複数のＥＧＲガス供給部を通して前記外部ＥＧＲガスの供給を行うＥＧＲガス供給状態を実現し、且つ、
前記機関の運転状態が前記ＥＧＲ実行条件を満たしていないとき前記外部ＥＧＲガスの供給を停止するＥＧＲガス停止状態を実現する。

前記空燃比センサは、「前記排気集合部」又は「前記排気通路の前記排気集合部よりも下流側の部位」に配設される。前記空燃比センサは、それが配設された部位の排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する。

前記変化率対応値取得手段は、前記空燃比センサの出力値又は同空燃比センサの出力値により表される検出空燃比、の所定時間あたりの変化量を基本データとして取得する。この基本データは、前記空燃比センサの出力値の時間微分値又は前記検出空燃比の時間微分値に実質的に等しい。更に、前記変化率対応値取得手段は、前記基本データに応じて変化する変化率対応値を同基本データに基づいて取得する。

前記変化率対応値は、例えば、以下のような値であってもよい。
・前記基本データの絶対値を特定期間（例えば、クランク角が７２０°回転する期間）に亘って平均化した値（上述した平均値AveΔAFoff及び平均値AveΔAFon）。
・その平均化した値を複数の特定期間に対して求め、それらの値を平均化した値。
・特定期間において取得された複数の基本データの絶対値のうちの最大値。
・その最大値を複数の特定期間に対して求め、それらの値を平均化した値。
即ち、変化率対応値は、基本データに応じて変化する値（基本データの大きさが大きいほど大きくなる値）であればよい。

前記異常判定手段は、
前記ＥＧＲガス停止状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ停止中対応値と、前記ＥＧＲガス供給状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ供給中対応値と、に基づいて前記複数のＥＧＲガス供給部のうちの一つが閉塞したＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かの異常判定を実行する。

その際、前記異常判定手段は、
（１）前記取得されたＥＧＲ停止中対応値を、同ＥＧＲ停止中対応値の前記基本データを取得した期間である第１期間における前記機関の回転速度が特定機関回転速度であり且つ同第１期間における前記機関の吸入空気量が特定吸入空気量である場合のＥＧＲ停止中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ停止中対応値を取得し、且つ、
（２）前記取得されたＥＧＲ供給中対応値を、同ＥＧＲ供給中対応値の前記基本データを取得した期間である第２期間における前記機関の回転速度が前記特定機関回転速度であり且つ同第２期間における前記機関の吸入空気量が前記特定吸入空気量であり且つ同第２期間における前記外部ＥＧＲガスのＥＧＲ率が特定ＥＧＲ率である場合のＥＧＲ供給中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ供給中対応値を取得し、更に、
（３）前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との大小関係を評価することにより、前記異常判定を実行する。

前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との大小関係を評価する手法は特に限定されない。例えば、前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値に対する前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値の比、その比の逆数、及び、前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との差、等が、それぞれに対応する閾値以上であるか否かを判定することにより、前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との大小関係が評価され得る。

この異常判定装置によれば、ＥＧＲ停止中対応値は前記特定機関回転速度及び前記特定吸入空気量で得られる値（即ち、正規化後ＥＧＲ停止中対応値）へと変換され、ＥＧＲ供給中対応値は前記特定機関回転速度及び前記特定吸入空気量で得られる値（即ち、正規化後ＥＧＲ供給中対応値）へと変換され、その後、前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との大小関係が評価される。

換言すると、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを判定する際に用いる「前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値及び前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値」は、それぞれの元となる基本データが同一の「特定機関回転速度及び特定吸入空気量」にて得られた値に基づいた値となる。従って、ＥＧＲ停止中対応値の計算の元となったデータ（即ち、基本データ）を取得した期間（第１期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、ＥＧＲ供給中対応値の計算の元となったデータ（即ち、基本データ）を取得した期間（第２期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、がそれぞれ相違する場合であっても、本発明の異常判定装置は、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを精度良く判定することができる。更に、ＥＧＲ停止中対応値及びＥＧＲ供給中対応値を取得する運転領域を狭い範囲に限定する必要がないので、本発明の異常判定装置は、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを大きな遅れなく判定することができる。

この場合、前記異常判定手段は、第１変換関係を記憶していて、その第１変換関係と、「前記ＥＧＲ停止中対応値が実際に取得されたときの前記第１期間における実際の機関回転速度、前記ＥＧＲ停止中対応値が実際に取得されたときの前記第１期間における実際の吸入空気量、前記実際に取得されたＥＧＲ停止中対応値」と、に基づいて、前記異常判定に使用される前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値を取得するように構成され得る。

前記第１変換関係は、前記ＥＧＲ停止中対応値、前記第１期間における機関回転速度、前記第１期間における吸入空気量及び前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値、の間の関係を規定する関係である。前記第１変換関係は予め実験等により求められている。

同様に、前記異常判定手段は、第２変換関係を記憶していて、その第２変換関係と、「前記ＥＧＲ供給中対応値が実際に取得されたときの前記第２期間における実際の機関回転速度、前記ＥＧＲ供給中対応値が実際に取得されたときの前記第２期間における実際の吸入空気量、前記実際に取得されたＥＧＲ供給中対応値」と、に基づいて、前記異常判定に使用される前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値を取得するように構成され得る。

前記第２変換関係は、前記ＥＧＲ供給中対応値、前記第２期間における機関回転速度、前記第２期間における吸入空気量及び前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値、の間の関係を規定する関係である。前記第２変換関係は予め実験等により求められている。

これによれば、簡単な構成により、正規化後ＥＧＲ停止中対応値及び正規化後ＥＧＲ供給中対応値を取得することができる。

本発明装置の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明装置の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、各状態における「検出空燃比の波形、及び、異常判定に関連するパラメータ」について示した一覧表である。 図２は、本発明の実施形態に係る異常判定装置が適用される内燃機関の概略平面図である。 図３は、排ガスの空燃比と空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。 図４は、本発明の実施形態に係る異常判定装置の作動を示したフローチャートである。 図５は、図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図６は、図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図７は、図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図８は、図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図９は、図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る内燃機関の異常判定装置（以下、単に「判定装置」とも称呼する。）について図面を参照しながら説明する。この判定装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を制御する空燃比制御装置の一部であり、更に、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置及びＥＧＲ制御装置の一部でもある。

（構成）
図２は、この実施形態に係る判定装置を、４サイクル・火花点火式・多気筒（直列４気筒）・内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。内燃機関１０は、機関本体部２０と、吸気系統３０と、排気系統４０と、ＥＧＲガス供給装置５０と、を含む。

機関本体部２０は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部２０は、複数の気筒（燃焼室）２１を備えている。各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室２１には図示しない点火プラグが配設されている。

吸気系統３０は、インテークマニホールド３１、吸気管３２、複数の燃料噴射弁３３、スロットル弁３４及びスロットル弁アクチュエータ３５を備えている。

インテークマニホールド３１は、複数の枝部３１ａとサージタンク３１ｂとを備えている。複数の枝部３１ａのそれぞれの一端は、複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部３１ａの他端はサージタンク３１ｂに接続されている。

吸気管３２の一端はサージタンク３１ｂに接続されている。吸気管３２の他端には図示しないエアフィルタが配設されている。

燃料噴射弁３３は、一つの気筒（燃焼室）２１に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁３３は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁３３を備えている。燃料噴射弁３３は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート（従って、燃料噴射弁３３に対応する気筒）に噴射・供給するようになっている。

スロットル弁３４は、吸気管３２内に回動可能に配設されている。スロットル弁３４は、吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁３４は、スロットル弁アクチュエータ３５により吸気管３２内で回転駆動されるようになっている。

排気系統４０は、エキゾーストマニホールド４１、エキゾーストパイプ４２、エキゾーストパイプ４２に配設された上流側触媒４３、及び、上流側触媒４３よりも下流においてエキゾーストパイプ４２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。

エキゾーストマニホールド４１は、複数の枝部４１ａと集合部４１ｂとを備えている。複数の枝部４１ａのそれぞれの一端は、複数の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部４１ａのそれぞれの他端は集合部４１ｂに集合している。この集合部４１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、排気集合部ＨＫとも称呼される。

エキゾーストパイプ４２は集合部４１ｂに接続されている。排気ポート、エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２は、排気通路を構成している。

上流側触媒４３及び下流側触媒のそれぞれは三元触媒装置（排気浄化用の触媒）である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比（例えば、理論空燃比）」であるとき、ＨＣ，ＣＯ，Ｈ_２などの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。更に、各触媒は、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有する。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア（ＣｅＯ_２）等の酸素吸蔵材によってもたらされる。

ＥＧＲガス供給装置（排気還流システム）５０は、外部ＥＧＲ通路を構成する排気還流管５１、及び、ＥＧＲ制御弁５２を含んでいる。

排気還流管５１の一端５１ａは、エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ）、又は、エキゾーストパイプ４２の上流側触媒４３よりも上流位置、に接続されている。排気還流管５１の他端は、気筒数と同じ数の枝部に分岐している。この枝部は、便宜上「ＥＧＲガス供給部」とも称呼される。その枝部の端部は開口していて、ＥＧＲガス供給口５１ｂを形成している。複数のＥＧＲガス供給口５１ｂのそれぞれは、インテークマニホールド３１の複数の枝部３１ａのそれぞれに配設されている。

即ち、ＥＧＲガス供給装置５０は、少なくとも２以上の気筒（好ましくは３以上、本例は総ての気筒）のそれぞれに対応して配設される複数の「ＥＧＲガス供給口５１ｂを含むＥＧＲガス供給部」を備え、それぞれの気筒の燃焼室２１にそれぞれのＥＧＲガス供給部を通して外部ＥＧＲガスを供給するようになっている。なお、本明細書において単に「ＥＧＲガス」というとき、そのＥＧＲガスは排気還流管５１を通過する外部ＥＧＲガスを意味する。

ＥＧＲ制御弁５２は排気還流管５１に配設されている。ＥＧＲ制御弁５２は、ＤＣモータを駆動源として内蔵している。ＥＧＲ制御弁５２は、そのＤＣモータへの指示信号であるデューティ比ＤＥＧＲに応答して弁開度を変更し、それにより排気還流管５１の通路断面積を変更するようになっている。デューティ比ＤＥＧＲが「０」であるとき、ＥＧＲ制御弁５２は排気還流管５１を完全に遮断する。このとき、ＥＧＲガスが燃焼室２１に供給されない状態であるＥＧＲガス停止状態が実現される。デューティ比ＤＥＧＲが「０」でないとき、ＥＧＲ制御弁５２はデューティ比ＤＥＧＲが大きいほど排気還流管５１の通路断面積を大きくする。このとき、ＥＧＲガスが燃焼室２１に供給される状態であるＥＧＲガス供給状態が実現される。

このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、水温センサ６３、クランクポジションセンサ６４、インテークカムポジションセンサ６５、空燃比センサ６６及びアクセル開度センサ６７を備えている。

エアフローメータ６１は、吸気管３２内を流れる吸入空気の質量流量（吸入空気流量）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Ｇａは、単位時間あたりに機関１０に吸入される吸入空気量を表す。

スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁３４の開度（スロットル弁開度）を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。

水温センサ６３は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態（機関１０の温度）を表すパラメータである。

クランクポジションセンサ６４は、クランク軸が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥに変換される。

インテークカムポジションセンサ６５は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置７０は、クランクポジションセンサ６４及びインテークカムポジションセンサ６５からの信号に基づいて、基準気筒（例えば第１気筒）の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角度ＣＡを取得するようになっている。この絶対クランク角度ＣＡは、基準気筒の圧縮上死点において「０°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて７２０°クランク角度まで増大し、その時点にて再び０°クランク角度に設定される。

空燃比センサ６６は、エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ）と上流側触媒４３との間の位置において「エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２の何れか」に配設されている。

空燃比センサ６６は、例えば、特開平１１−７２４７３号公報、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。

空燃比センサ６６は、図示しない「金属からなる中空円筒体の保護カバー」と、図示しない「保護カバー内部に収容された空燃比検出部」と、を備える。保護カバーには貫通孔が複数設けられている。排気通路内を流れる排ガスは、この保護カバーの側面の貫通孔を通過して空燃比検出部に到達し、その後、保護カバーの下面の貫通孔を通して保護カバー外に流出する。空燃比検出部は固体電解質層を含む。

空燃比センサ６６は、図３に示したように、空燃比センサ６６に到達している排ガスの空燃比（検出空燃比abyfs、上流側空燃比abyfs)に応じた出力値Vabyfsを出力する。出力値Vabyfsは、検出空燃比abyfsがリーンになるほど（大きくなるほど）大きくなる。後述する電気制御装置７０は、図３に示したテーブル（空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)）を用いて出力値Vabyfsを空燃比abyfsに変換する。この変換された空燃比は「検出空燃比abyfs」と称呼される。

図２に示したアクセル開度センサ６７は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量Accp（アクセルペダル操作量、アクセルペダルＡＰの開度）を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルＡＰの操作量が大きくなるとともに大きくなる。

電気制御装置７０は、「ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム、テーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。

電気制御装置７０は、上述したセンサ等と接続され、ＣＰＵにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置７０は、ＣＰＵの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた図示しない点火プラグ（実際にはイグナイタ）、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁３３、スロットル弁アクチュエータ３５及びＥＧＲ制御弁５２等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。

なお、電気制御装置７０は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置７０は、運転者により変更される機関１０の加速操作量（アクセルペダル操作量Accp）に応じて「機関１０の吸気通路に配設されたスロットル弁３４」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。

（判定装置の作動の概要）
次に、判定装置の作動の概要について図４に示した概略フローチャートを参照しながら説明する。判定装置（実際には電気制御装置７０のＣＰＵ）は、ステップ４００から以下に述べるステップ４１０乃至ステップ４７０の処理を順に行い、その後ステップ４８０に進む。

ステップ４１０：判定装置は、ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoffを所定の期間（本例において、７２０°クランク角に相当する期間）において単位時間が経過する毎に複数取得する。以下、７２０°クランク角に対応する期間は「単位燃焼サイクル期間」とも称呼される。単位燃焼サイクル期間は、一つの空燃比センサ６６に到達する排ガスを排出している総ての気筒において各一回の燃焼行程が終了するのに要するクランク角が経過する期間であると定義される。

空燃比変化率ΔAFoffは、単位時間（サンプリング時間、例えば、４ｍｓ）における検出空燃比abyfsの変化量であり、ＥＧＲガス停止状態において現時点にて取得された検出空燃比abyfsから単位時間前に取得された検出空燃比abyfs（＝abyfsold)を減じることにより取得される。空燃比変化率ΔAFoffはＥＧＲガス停止状態における検出空燃比abyfsの時間微分値（dabyfs/dt)に相当する。従って、空燃比変化率ΔAFoffは正の値にもなり、負の値にもなる。本例において、ＥＧＲガス停止状態は、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth未満であるときに実現される。なお、空燃比変化率ΔAFoffは「基本データ」の一つである。

更に、判定装置は、一つの単位燃焼サイクル期間において取得した複数の「空燃比変化率ΔAFoffの絶対値」の平均値AveΔAFoffを求める。このとき、判定装置は、その単位燃焼サイクル期間における「機関回転速度ＮＥの平均値AveNEoff及び吸入空気量Ｇａの平均値AveGaoff」も併せて取得する。判定装置は、「平均値AveΔAFoff、機関回転速度ＮＥの平均値AveNEoff及び吸入空気量Ｇａの平均値ＡveGaoff」を複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得する。

ステップ４２０：判定装置は、複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「平均値AveΔAFoff」の平均値を「ＥＧＲ停止中対応値Ｐoff」として取得する。更に、判定装置は、その複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「機関回転速度ＮＥの平均値AveNEoff」の平均値を「ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoff」として取得するとともに、その複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「吸入空気量Ｇａの平均値ＡveGaoff」の平均値を「ＥＧＲ停止中吸入空気量平均値ＰＧａoff」として取得する。

ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoffは、取得されたＥＧＲ停止中対応値Ｐoffの基本データ（空燃比変化率ΔAFoff）を取得した期間（即ち、第１期間）における機関回転速度に相当する。更に、ＥＧＲ停止中吸入空気量平均値ＰＧａoffは、第１期間における吸入空気量に相当する。

なお、判定装置は、一つの単位燃焼サイクル期間に対して取得した平均値AveΔAFoffを「ＥＧＲ停止中対応値Ｐoff」として取得してもよい。この場合、ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoffはその単位燃焼サイクル期間の機関回転速度ＮＥの平均値AveNEoffとなり、ＥＧＲ停止中吸入空気量平均値ＰＧａoffはその単位燃焼サイクル期間の吸入空気量Ｇａの平均値ＡveGaoffとなる。

ステップ４３０：判定装置は、ＥＧＲ停止中対応値Ｐoff、ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoff及びＥＧＲ停止中吸入空気量平均値ＰＧａoffと、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdと、の関係（便宜上、「第１変換関係」とも称呼される。）をルックアップテーブル（マップ）形式にてＲＯＭに記憶している。判定装置は、この第１関係（テーブル）に、ステップ４２０にて取得された実際の「ＥＧＲ停止中対応値Ｐoff、ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoff及びＥＧＲ停止中吸入空気量平均値ＰＧａoff」を適用することにより、実際の正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdを取得する。

正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdは、ステップ４２０にて取得されたＥＧＲ停止中対応値Ｐoffが、特定機関回転速度ＮＥstd及び特定吸入空気量Ｇａstdにて取得されたとした場合のＥＧＲ停止中対応値である。即ち、ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffは、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａの影響を受けて変化するので、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａの影響を排除する必要がある。そこで、判定装置は、ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffを正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdへと変換する。この変換は、ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffの正規化（又は、無次元化）とも称呼される。

ステップ４４０：判定装置は、ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFonを所定の期間（本例において、単位燃焼サイクル期間）において単位時間が経過する毎に複数取得する。空燃比変化率ΔAFonは空燃比変化率ΔAFoffと同様、ＥＧＲガス供給状態において現時点にて取得された検出空燃比abyfsから単位時間前に取得された検出空燃比abyfs（＝abyfsold)を減じることにより取得される。従って、空燃比変化率ΔAFonは正の値にもなり、負の値にもなる。本例において、ＥＧＲガス供給状態は、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth以上であるときに実現される。なお、空燃比変化率ΔAFonは「基本データ」の一つである。

更に、判定装置は、一つの単位燃焼サイクル期間において取得した複数の「空燃比変化率ΔAFonの絶対値」の平均値AveΔAFonを求める。このとき、判定装置は、その単位燃焼サイクル期間における「機関回転速度ＮＥの平均値AveNEon及び吸入空気量Ｇａの平均値AveGaon」も併せて取得する。判定装置は、「平均値AveΔAFon、機関回転速度ＮＥの平均値AveNEon及び吸入空気量Ｇａの平均値AveGaon」を複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得する。

ステップ４５０：判定装置は、その複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「平均値AveΔAFon」の平均値を「ＥＧＲ供給中対応値Ｐon」として取得する。更に、判定装置は、その複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「機関回転速度ＮＥの平均値AveNEon」の平均値を「ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥon」として取得するとともに、その複数の単位燃焼サイクル期間に対して取得された複数の「吸入空気量Ｇａの平均値AveGaon」の平均値を「ＥＧＲ供給中吸入空気量平均値ＰＧａon」として取得する。

ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥonは、取得されたＥＧＲ供給中対応値Ｐonの基本データ（空燃比変化率ΔAFon）を取得した期間（即ち、第２期間）における機関回転速度に相当する。更に、ＥＧＲ供給中吸入空気量平均値ＰＧａonは、第２期間における吸入空気量に相当する。

なお、判定装置は、一つの単位燃焼サイクル期間に対して取得した平均値AveΔAFonを「ＥＧＲ供給中対応値Ｐon」として取得してもよい。この場合、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥonはその単位燃焼サイクル期間の機関回転速度ＮＥの平均値AveNEonとなり、ＥＧＲ供給中吸入空気量平均値ＰＧａonはその単位燃焼サイクル期間の吸入空気量Ｇａの平均値ＡveGaonとなる。

ステップ４６０：判定装置は、ＥＧＲ供給中対応値Ｐon、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気量平均値ＰＧａonと、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdと、の関係（便宜上、「第２変換関係」とも称呼される。）をルックアップテーブル（マップ）形式にてＲＯＭに記憶している。判定装置は、この第２関係（テーブル）に、ステップ４５０にて取得された実際の「ＥＧＲ供給中対応値Ｐon、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気量平均値ＰＧａon」を適用することにより、実際の正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdを取得する。

正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdは、ステップ４５０にて取得されたＥＧＲ供給中対応値Ｐonが、特定機関回転速度ＮＥstd及び特定吸入空気量Ｇａstdにて取得されたとした場合のＥＧＲ供給中対応値である。即ち、ＥＧＲ供給中対応値Ｐonは、ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffと同様、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａの影響を受けて変化するので、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａの影響を排除する必要がある。そこで、判定装置は、ＥＧＲ供給中対応値Ｐonを正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdへと変換する。この変換も、ＥＧＲ供給中対応値Ｐonの正規化（又は、無次元化）とも称呼される。

次に、判定装置は、ステップ４７０に進み、下記の（１）式に示したように、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdを正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdによって除することにより、乖離度パラメータKkairiを算出する。即ち、乖離度パラメータKkairiは、Ｐoffstdに対するＰonstdの比である。

Kkairi＝Ｐonstd／Ｐoffstd …（１）

この乖離度パラメータKkairiは、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdと正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdとの大小関係を評価するための値であり、乖離度評価値とも称呼される。換言すると、乖離度パラメータKkairiは、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdと正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdとの乖離程度を示すパラメータである。

次に、判定装置はステップ４８０に進み、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith以上であるか否かを判定する。閾値乖離程度Kkairithは「１」に（微小な）所定値（マージンβ）を加えた値に設定されている。このとき、図１を参照して説明したように、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生していると、乖離度パラメータKkairiは「１」に比べて顕著に大きい値となり、従って、閾値乖離程度Kkairith以上となる。

そこで、判定装置は、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith以上である場合、ステップ４８０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４８５に進み、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生していると判定する。その後、判定装置はステップ４９５に進み、処理を終了する。

これに対し、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith未満である場合、判定装置はステップ４８０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４９０に進み、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態は発生していないと判定する。その後、判定装置はステップ４９５に進み、処理を終了する。

（第１変形例）
判定装置は、図４のステップ４１０にて、一つの単位燃焼サイクル期間において取得した複数の「空燃比変化率ΔAFoff」のうち、正の値を有する空燃比変化率ΔAFoffを選択し、その選択した正の値を有する空燃比変化率ΔAFoffの平均値を平均値AveΔAFoffとして採用してもよい。この場合、判定装置は、図４のステップ４４０においても、一つの単位燃焼サイクル期間において取得した複数の「空燃比変化率ΔAFon」のうち、正の値を有する空燃比変化率ΔAFonを選択し、その選択した正の値を有する空燃比変化率ΔAFonの平均値を平均値AveΔAFonとして採用してもよい。

この場合、判定装置は、図４のステップ４９０に進んだとき、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdが閾値ΔＯＦＦｔｈ以上であるか、又は、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstd閾値ΔＯＮｔｈ以上である場合、「特定気筒燃料噴射弁リーンインバランス状態」が発生したと判定してもよい。更に、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdが閾値ΔＯＦＦｔｈ未満であり、且つ、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstd閾値ΔＯＮｔｈ未満である場合、判定装置は「燃料噴射弁及びＥＧＲ供給装置は正常である（或いは、特定気筒燃料噴射弁リーンインバランス状態は発生しておらず、且つ、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態も発生していない。）。」と判定してもよい。なお、特定気筒燃料噴射弁リーンインバランス状態」は、各気筒に対して配設された燃料噴射弁３３のうちの一つが指示燃料噴射量よりも過少な量の燃料を噴射する特性となった状態であり、「燃料噴射弁リーンずれ異常状態」とも称呼される。

（第２変形例）
判定装置は、図４のステップ４１０にて、空燃比センサ６６の出力値Vabyfsの単位時間（サンプリング時間、例えば、４ｍｓ）における変化量を、空燃比変化率ΔAFoffとして求めてもよい。この場合、判定装置は、図４のステップ４４０にて空燃比センサ６６の出力値Vabyfsの単位時間（サンプリング時間、例えば、４ｍｓ）における変化量を、空燃比変化率ΔAFonとして求める。

（実際の作動）
次に、判定装置の実際の作動について説明する。
＜燃料噴射量制御＞
ＣＰＵは、図５に示したルーチンを任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、その気筒（以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。）に対して繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ５００から処理を開始し、以下に述べるステップ５１０乃至ステップ５５０の処理を順に行い、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５１０：ＣＰＵは、「エアフローメータ６１により計測された吸入空気流量Ｇａ、クランクポジションセンサ６４の信号に基いて取得された機関回転速度ＮＥ、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）」を取得する。

ステップ５２０：ＣＰＵは、上流側目標空燃比abyfrを機関１０の運転状態に応じて設定する。この判定装置において、上流側目標空燃比abyfrは特別な場合を除き理論空燃比stoichに設定される。

ステップ５３０：ＣＰＵは、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を上流側目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。
ステップ５４０：ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅにメインフィードバック量ＤＦｉを加えることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。フィードバック量ＤＦｉは、検出空燃比abyfsが上流側目標空燃比abyfrよりも小さい（リッチである）とき減少され、検出空燃比abyfsが上流側目標空燃比abyfrよりも大きい（リーンである）とき増大される。

ステップ５５０：ＣＰＵは、指示燃料噴射量Ｆｉの燃料が燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３から噴射されるように、その燃料噴射弁３３に対して噴射指示信号を送出する。

＜ＥＧＲ制御＞
次に、「ＥＧＲ制御」を実行するための処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図６にフローチャートにより示した「ＥＧＲ制御ルーチン」を実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図６のステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進み、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth以上であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵはステップ６１０にて、ＥＧＲ許可条件が成立しているか否かを判定する。ＥＧＲ許可条件は、例えば、負荷ＫＬが所定値以上であること、及び／又は、負荷ＫＬの変化率が所定変化率以下であること等の他の条件であってもよい。

冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth以上でない場合、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６２０に進み、デューティ比ＤＥＧＲを「０」に設定する。この結果、ＥＧＲ制御弁５２が全閉となるので、ＥＧＲガス（外部ＥＧＲガス）は機関１０（燃焼室２１）に供給されない。即ち、ＥＧＲガス停止状態が実現させられる。

次に、ＣＰＵはステップ６３０に進んでデューティ比ＤＥＧＲが「０」より大きいか否かを判定する。この場合、デューティ比ＤＥＧＲは「０」であるので、ＣＰＵはステップ６３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６４０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＣＰＵがステップ６１０の処理を実行する時点において、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth以上であると、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６５０に進み、その時点の「負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」をテーブルMapDEGR(KL,NE)に適用することにより、デューティ比ＤＥＧＲを決定する。即ち、ＣＰＵは、負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥに基いてデューティ比ＤＥＧＲを算出し、そのデューティ比ＤＥＧＲに基く指示信号をＥＧＲ制御弁５２に送出する。この結果、テーブルMapDEGR(KL,NE)により求められるデューティ比ＤＥＧＲが「０」でなければ、ＥＧＲ制御弁５２がデューティ比ＤＥＧＲに応じて開弁され、ＥＧＲガスが各ＥＧＲガス供給口５１ｂを通して各気筒の燃焼室２１に供給されるので、ＥＧＲガス供給状態が実現させられる。

次に、ＣＰＵはステップ６３０に進み、デューティ比ＤＥＧＲが「０」より大きいか否かを判定する。この場合、デューティ比ＤＥＧＲは「０」より大きければ、ＣＰＵはステップ６３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６６０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値を「１」に設定する。従って、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲは、その値が「１」であるときにＥＧＲガス供給状態が実現されていることを示し、その値が「０」であるときにＥＧＲガス停止状態が実現されていることを示す。その後、ＣＰＵはステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

＜正規化後ＥＧＲ停止中対応値の取得＞
次に、「正規化後ＥＧＲ停止中対応値」を取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（４ミリ秒＝所定の一定サンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に、図７にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。

このパラメータ取得許可フラグＸkyokaは、イニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。更に、パラメータ取得許可フラグＸkyokaは、図示しないルーチンを実行することにより、基準気筒（本例では第１気筒）が圧縮上死点に達した時点において、下記の取得許可条件の総てが成立することによりパラメータ取得条件が成立しているとき「１」に設定される。更に、パラメータ取得許可フラグＸkyokaは、パラメータ取得条件が不成立であるとき直ちに「０」に設定される。取得許可条件は以下に述べる条件に限定されない。

（取得許可条件１）アクセルペダル操作量Accpの単位時間あたりの変化量ΔAccpが閾値アクセルペダル変化量ΔAccpth以下である状態が所定時間以上継続している。
（取得許可条件２）吸入空気流量Ｇａが閾値吸入空気流量Ｇａｔｈ以上である状態が所定時間以上継続している。
（取得許可条件３）機関回転速度ＮＥが閾値回転速度ＮＥｔｈ以下である状態が所定時間以上継続している。

いま、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であるか否かを判定する。

このとき、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７１５乃至ステップ７３０の処理を順に行ってステップ７３５に進む。

ステップ７１５：ＣＰＵは、本ルーチンを前回実行したときに得た検出空燃比abyfsを前回の検出空燃比abyfsoldとして記憶する。
ステップ７２０：ＣＰＵは、その時点の空燃比センサ６６の出力値VabyfsをＡＤ変換することにより取得する。
ステップ７２５：ＣＰＵは、空燃比センサ６６の出力値Vabyfsを図３に示した空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)に適用することにより、今回の検出空燃比abyfsを取得する。

ステップ７３０：ＣＰＵは、以下の値をステップ７３０内の式に従って更新する。
・ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoff
・空燃比変化率ΔAFoffの絶対値の積算値ＳＡＦoff
・機関回転速度ＮＥの積算値ＳＮＥoff
・吸入空気量Ｇａの積算値ＳＧａoff
・積算回数カウンタＣｎoff

次に、ＣＰＵはステップ７３５に進み、第１気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角ＣＡ（絶対クランク角ＣＡ）が７２０°クランク角になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角未満であると、ＣＰＵはステップ７３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＣＰＵがステップ７３５の処理を行う時点において、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっていると、ＣＰＵはそのステップ７３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７４０に進む。ＣＰＵは、そのステップ７４０にて、以下の値をステップ７４０内の式に従って更新する。
・空燃比変化率ΔAFoffの絶対値｜ΔＡＦoff｜の平均値AveΔAFoff
・平均値AveΔAFoffの積算値Soff
・機関回転速度NEの平均値AveNEoff
・機関回転速度NEの平均値AveNEoffの積算値SNoff
・吸入空気量Gaの平均値AveGaoff
・吸入空気量Gaの平均値AveGaoffの積算値SGoff
・積算回数カウンタＣｓoff

次に、ＣＰＵはステップ７４５に進み、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth未満であると、ＣＰＵはそのステップ７４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、閾値Ｃｓoffthは自然数であり、２以上であることが望ましい。

一方、ＣＰＵがステップ７４５の処理を行う時点において、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth以上であると、ＣＰＵはそのステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７４８乃至ステップ７５４の処理を順に行い、その後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ７４８：ＣＰＵは、ステップ７４８内の式に従ってＥＧＲ停止中対応値Ｐoffを算出する。
ステップ７５０：ＣＰＵは、ステップ７５０内の式に従ってＥＧＲ停止中機関回転速度（平均値）ＰＮＥoff及びＥＧＲ停止中吸入空気量（平均値）ＰＧａoffを算出する。

ステップ７５２：ＣＰＵは、上述した第１変換関係を規定したテーブルMapPoffstd(Poff,
PNEoff, PGaoff)にステップ７４８及びステップ７５０にて求めた「Ｐoff、ＰＮＥoff及びＰＧａoff」を適用することにより、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdを算出する。
ステップ７５４：ＣＰＵは、ＥＧＲ停止中対応値取得完了フラグＸＰoffの値を「１」に設定する。なお、フラグＸＰoffの初期値は「０」である。

一方、ＣＰＵがステップ７０５に進んだ際にパラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」でない場合、及び、ＣＰＵがステップ７１０に進んだ際にＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」でない場合、ＣＰＵはステップ７６０に進む。そして、ＣＰＵはステップ７６０にて各値（例えば、ΔＡＦoff，ＳＡＦoff，ＳＮＥoff, ＳＧａoff，Ｃｎoff等）を「０」に設定（クリア）し、その後、ステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のようにして、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffが取得される。

＜正規化後ＥＧＲ供給中対応値の取得＞
次に、「正規化後ＥＧＲ供給中対応値」を取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（４ミリ秒＝所定の一定サンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に、図８にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。

いま、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であるか否かを判定する。

このとき、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ８１５乃至ステップ８３０の処理を順に行ってステップ８３５に進む。なお、ステップ８１５乃至ステップ８２５の処理は、図７のステップ７１５乃至ステップ７２５の処理と同じであるので、説明を省略する。

ステップ８３０：ＣＰＵは、以下の値をステップ８３０内の式に従って更新する。
・ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFon
・空燃比変化率ΔAFonの絶対値の積算値ＳＡＦon
・機関回転速度ＮＥの積算値ＳＮＥon
・吸入空気量Ｇａの積算値ＳＧａon
・積算回数カウンタＣｎon

次に、ＣＰＵはステップ８３５に進み、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角未満であると、ＣＰＵはステップ８３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＣＰＵがステップ８３５の処理を行う時点において、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっていると、ＣＰＵはそのステップ８３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進む。ＣＰＵは、そのステップ８４０にて、以下の値をステップ８４０内の式に従って更新する。
・空燃比変化率ΔAFonの絶対値｜ΔＡＦon｜の平均値AveΔAFon
・平均値AveΔAFonの積算値Son
・機関回転速度NEの平均値AveNEon
・機関回転速度NEの平均値AveNEonの積算値SNon
・吸入空気量Gaの平均値AveGaon
・吸入空気量Gaの平均値AveGaonの積算値SGon
・積算回数カウンタＣｓon

次に、ＣＰＵはステップ８４５に進み、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth未満であると、ＣＰＵはそのステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、閾値Ｃｓonthは自然数であり、２以上であることが望ましい。

一方、ＣＰＵがステップ８４５の処理を行う時点において、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth以上であると、ＣＰＵはそのステップ８４５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ８４８乃至ステップ８５４の処理を順に行い、その後、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ８４８：ＣＰＵは、ステップ８４８内の式に従ってＥＧＲ供給中対応値Ｐonを算出する。
ステップ８５０：ＣＰＵは、ステップ８５０内の式に従ってＥＧＲ供給中機関回転速度（平均値）ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気量（平均値）ＰＧａonを算出する。

ステップ８５２：ＣＰＵは、上述した第２変換関係を規定したテーブルMapPonstd(Pon,
PNEon, PGaon)にステップ８４８及びステップ８５０にて求めた「Ｐon、ＰＮＥon及びＰＧａon」を適用することにより、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdを算出する。
ステップ８５４：ＣＰＵは、ＥＧＲ供給中対応値取得完了フラグＸＰonの値を「１」に設定する。なお、フラグＸＰonの初期値は「０」である。

一方、ＣＰＵがステップ８０５に進んだ際にパラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」でない場合、及び、ＣＰＵがステップ８１０に進んだ際にＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」でない場合、ＣＰＵはステップ８６０に進む。そして、ＣＰＵはステップ８６０にて各値（例えば、ΔＡＦon，ＳＡＦon，ＳＮＥon, ＳＧａon，Ｃｎon等）を「０」に設定（クリア）し、その後、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のようにして、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonが取得される。

＜異常判定＞
次に、異常判定を実施するための処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図９にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、ＥＧＲ停止中対応値取得完了フラグＸＰoffの値が「１」であるか否かを判定する。ＥＧＲ停止中対応値取得完了フラグＸＰoffの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＥＧＲ停止中対応値取得完了フラグＸＰoffの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進み、ＥＧＲ供給中対応値取得完了フラグＸＰonの値が「１」であるか否かを判定する。ＥＧＲ供給中対応値取得完了フラグＸＰonの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、ＥＧＲ供給中対応値取得完了フラグＸＰonの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進み、上述した乖離度パラメータKkairiを算出する。次いで、ＣＰＵはステップ９４０に進み、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith以上であるか否かを判定する。

そして、ＣＰＵは、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith以上であれば、ＣＰＵはステップ９４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９５０に進み、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生していると判定する。その後、判定装置はステップ９９５に進み、処理を終了する。これに対し、乖離度パラメータKkairiが閾値乖離程度Kkairith未満である場合、判定装置はステップ９４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９６０に進み、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態は発生していないと判定する。その後、判定装置はステップ９９５に進み、処理を終了する。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る内燃機関の異常判定装置は、ＥＧＲガス供給手段（５１、５２）と、ＥＧＲガス供給制御手段（図６のルーチンを参照。)と、空燃比センサ（６６）と、を備える。

更に、この異常判定装置は、
前記空燃比センサの出力値又は同空燃比センサの出力値により表される検出空燃比、の所定時間あたりの変化量を基本データとして取得するとともに（図４のステップ４１０及びステップ４４０、図７のステップ７１５乃至ステップ７２５、図８のステップ８１５乃至ステップ８２５を参照。）、同基本データに応じて変化する変化率対応値（Ｐoff、Ｐon）を同基本データに基づいて取得する変化率対応値取得手段（図４のステップ４２０及びステップ４５０、図７のステップ７４８、図８のステップ８４８を参照。）と、
前記ＥＧＲガス停止状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ停止中対応値（Ｐoff）と、前記ＥＧＲガス供給状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ供給中対応値（Ｐon）と、に基づいて前記複数のＥＧＲガス供給部のうちの一つが閉塞したＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かの異常判定を実行する異常判定手段（図４のステップ４８０乃至ステップ４９０、図９のルーチンを参照。）と、を備える。

更に、前記異常判定手段は、
前記取得されたＥＧＲ停止中対応値（Ｐoff）を、同ＥＧＲ停止中対応値の前記基本データを取得した期間である第１期間における前記機関の回転速度（ＰＮＥoff）が特定機関回転速度であり且つ同第１期間における前記機関の吸入空気量（ＰＧａoff）が特定吸入空気量である場合のＥＧＲ停止中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ停止中対応値（Ｐoffstd）を取得し（図４のステップ４３０、図７の特にステップ７５２を参照。）、且つ、
前記取得されたＥＧＲ供給中対応値（Ｐon）を、同ＥＧＲ供給中対応値の前記基本データを取得した期間である第２期間における前記機関の回転速度（ＰＮＥon）が前記特定機関回転速度であり且つ同第２期間における前記機関の吸入空気量（ＰＧａon）が前記特定吸入空気量である場合のＥＧＲ供給中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ供給中対応値（Ｐonstd）を取得し（図４のステップ４６０、図８の特にステップ８５２を参照。）、
前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値（Ｐoffstd）と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値（Ｐonstd）との大小関係を評価することにより、前記異常判定を実行するように構成されている（図４のステップ４７０乃至ステップ４９０、図９の特にステップ９４０乃至ステップ９６０を参照。）。

従って、ＥＧＲ停止中対応値（Ｐoff）の計算の元となったデータ（即ち、基本データ）を取得した期間（第１期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、ＥＧＲ供給中対応値（Ｐon）の計算の元となったデータ（即ち、基本データ）を取得した期間（第２期間）の機関回転速度及び吸入空気量と、がそれぞれ相違する場合であっても、上記判定装置は、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを精度良く判定することができる。更に、ＥＧＲ停止中対応値及びＥＧＲ供給中対応値を取得する運転領域を狭い範囲に限定する必要がないので、上記判定装置は、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かを大きな遅れなく判定することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図７のステップ７５２においては、第１変換関係を規定したテーブルMapPoffstd(Poff, PNEoff, PGaoff)に実際の「Ｐoff、ＰＮＥoff及びＰＧａoff」を適用することにより正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdが算出された。これに対し、図７のステップ７５２において、テーブルMapKoffstd(Poff,
PNEoff, PGaoff)に実際の「Ｐoff、ＰＮＥoff及びＰＧａoff」を適用することにより補正係数Koffを求め、この補正係数Koffを実際のＥＧＲ停止中対応値Ｐoffに乗じることにより、正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdを算出してもよい。この場合においても、第１変換関係を用いて正規化後ＥＧＲ停止中対応値Ｐoffstdを求めていると言うことができる。

同様に、図８のステップ８５２においては、第２変換関係を規定したテーブルMapPonstd(Pon,
PNEon, PGaon)に実際の「Ｐon、ＰＮＥon及びＰＧａon」を適用することにより正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdが算出された。これに対し、図８のステップ８５２において、テーブルMapKonstd(Pon, PNEon, PGaon)に実際の「Ｐon、ＰＮＥon及びＰＧａon」を適用することにより補正係数Konを求め、この補正係数Konを実際のＥＧＲ供給中対応値Ｐonに乗じることにより、正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdを算出してもよい。この場合においても、第２変換関係を用いて正規化後ＥＧＲ供給中対応値Ｐonstdを求めていると言うことができる。

更に、第２変換関係を規定したテーブルMapPonstd又はMapKonstdの引数としてＥＧＲ率を加えてもよい。ＥＧＲ率は、Ｇａとデューティ比ＤＥＧＲから求めることができる。

更に、乖離度パラメータKkairiとして、Ｐonstdに対するＰoffstdの比（＝Ｐoffstd／Ｐonstd）を用いてもよい。この場合、乖離度パラメータKkairiが「１よりも小さい所定値」以下であるとき、判定装置は、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生していると判定する。加えて、乖離度パラメータKkairiとして、値Ｐonstd／(Ｐonstd+Ｐoffstd）を用いてもよく、その逆数を用いてもより。更に、乖離度パラメータKkairiとして、ＰonstdととＰoffstdとの差（＝Ｐonstd−Ｐoffstd）を用いてもよい。この場合、判定装置は、差（＝Ｐonstd−Ｐoffstd）が所定の閾値以上であるとき、ＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生していると判定する。

更に、内燃機関１０は、機関１０及び電動機の少なくとも一方が発生するトルクを車両の駆動輪に接続された駆動軸に伝達することによって走行するハイブリッド車両に搭載されていてもよい。

１０…内燃機関、２１…燃焼室、３１…インテークマニホールド、３１ａ…枝部、３１ｂ…サージタンク、３２…吸気管、３３…燃料噴射弁、４０…排気系統、４１…エキゾーストマニホールド、４１ａ…枝部、４１ｂ…集合部、４２…エキゾーストパイプ、５０…ＥＧＲガス供給装置、５１…排気還流管、５１ｂ…ガス供給口、５２…ＥＧＲ制御弁、６３…水温センサ、６６…空燃比センサ、７０…電気制御装置。

Claims (2)

1. 複数の気筒を有する多気筒内燃機関の排気通路の一つの排気集合部に排ガスを排出するように構成された同複数の気筒のうちの少なくとも２以上の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに同２以上の気筒のそれぞれの燃焼室に外部ＥＧＲガスをそれぞれ供給する複数のＥＧＲガス供給部を備えたＥＧＲガス供給手段と、
   前記機関の運転状態が所定のＥＧＲ実行条件を満たしたとき前記複数のＥＧＲガス供給部を通して前記外部ＥＧＲガスの供給を行うＥＧＲガス供給状態を実現し、且つ、前記機関の運転状態が前記ＥＧＲ実行条件を満たしていないとき前記外部ＥＧＲガスの供給を停止するＥＧＲガス停止状態を実現するＥＧＲガス供給制御手段と、
   前記排気集合部又は前記排気通路の前記排気集合部よりも下流側の部位に配設されるとともにその配設された部位の排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する空燃比センサと、
   前記空燃比センサの出力値又は同空燃比センサの出力値により表される検出空燃比、の所定時間あたりの変化量を基本データとして取得するとともに、同基本データに応じて変化する変化率対応値を同基本データに基づいて取得する変化率対応値取得手段と、
   前記ＥＧＲガス停止状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ停止中対応値と、前記ＥＧＲガス供給状態が実現されているときに取得された前記変化率対応値であるＥＧＲ供給中対応値と、に基づいて前記複数のＥＧＲガス供給部のうちの一つが閉塞したＥＧＲガス供給部閉塞異常状態が発生したか否かの異常判定を実行する異常判定手段と、
   を備える内燃機関の異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、
   前記取得されたＥＧＲ停止中対応値を、同ＥＧＲ停止中対応値の前記基本データを取得した期間である第１期間における前記機関の回転速度が特定機関回転速度であり且つ同第１期間における前記機関の吸入空気量が特定吸入空気量である場合のＥＧＲ停止中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ停止中対応値を取得し、且つ、
   前記取得されたＥＧＲ供給中対応値を、同ＥＧＲ供給中対応値の前記基本データを取得した期間である第２期間における前記機関の回転速度が前記特定機関回転速度であり且つ同第２期間における前記機関の吸入空気量が前記特定吸入空気量であり且つ同第２期間における前記外部ＥＧＲガスのＥＧＲ率が特定ＥＧＲ率である場合のＥＧＲ供給中対応値へと変換することにより、正規化後ＥＧＲ供給中対応値を取得し、更に、
   前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値と前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値との大小関係を評価することにより、前記異常判定を実行するように構成された異常判定装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、
   前記ＥＧＲ停止中対応値、前記第１期間における機関回転速度、前記第１期間における吸入空気量及び前記正規化後ＥＧＲ停止中対応値、の間の関係を規定する第１変換関係を予め記憶しており、前記ＥＧＲ停止中対応値が実際に取得されたときの前記第１期間における実際の機関回転速度、前記ＥＧＲ停止中対応値が実際に取得されたときの前記第１期間における実際の吸入空気量、前記実際に取得されたＥＧＲ停止中対応値及び前記第１変換関係に基づいて前記異常判定に使用される正規化後ＥＧＲ停止中対応値を取得するように構成され、且つ、
   前記ＥＧＲ供給中対応値、前記第２期間における機関回転速度、前記第２期間における吸入空気量、前記第２期間におけるＥＧＲ率及び前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値、の間の関係を規定する第２変換関係を予め記憶しており、前記ＥＧＲ供給中対応値が実際に取得されたときの前記第２期間における実際の機関回転速度、前記ＥＧＲ供給中対応値が実際に取得されたときの前記第２期間における実際の吸入空気量、前記ＥＧＲ供給中対応値が実際に取得されたときの前記第２期間における実際のＥＧＲ率、前記実際に取得されたＥＧＲ供給中対応値及び前記第２変換関係に基づいて前記異常判定に使用される前記正規化後ＥＧＲ供給中対応値を取得するように構成された、
   異常判定装置。

Images